內(nèi)河航道雙浮吊整體吊裝鋼桁架施工技術(shù)探析

李有謀 石亞軍

【摘 ?要】論文對(duì)雙浮吊整體吊裝鋼桁架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)進(jìn)行了分析研究。論文結(jié)合具體的施工案例，總結(jié)了雙浮吊整體吊裝鋼桁架的施工方案和關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，希望為有關(guān)人士提供一些借鑒。

【Abstract】This paper analyzes and studies the construction technology of the integral hoisting of steel truss structure with double floating crane. Combined with specific construction case， the paper summarizes the construction scheme and key technical points of the integral hoisting of steel truss with double floating crane， hoping to provide some reference for the relevant people.

【關(guān)鍵詞】?jī)?nèi)河航道;雙浮吊;鋼桁架;施工

【Keywords】 inland waterway; double floating crane; steel truss; construction

【中圖分類號(hào)】U445 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2020）04-0176-02

1 引言

內(nèi)河航道雙浮吊鋼桁架整體吊裝施工是當(dāng)前航道橋梁架設(shè)和治理中非常重要的一種方法，采用鋼桁架結(jié)構(gòu)吊裝，鋼桁架結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)先拼裝后吊裝的施工順序，從而在一定程度上提高了雙浮吊裝的效率和安全性。

2 項(xiàng)目概述

本文介紹的工程為新浦如泰運(yùn)河，位于泰州市泰興市，施工河水水位在2.1m，歷史最高水位達(dá)到2.9m，工程為運(yùn)河2#管架橋工程施工，工程施工地市內(nèi)航道為V級(jí)運(yùn)河航道，其中，航道的最高通航水位可以達(dá)到+4.8m，最低通航水位可以達(dá)到0.0m，通航凈空可以達(dá)到寬45m×高5m。新浦如泰運(yùn)河的河道寬度到達(dá)85m，當(dāng)前橋位河底高程可以達(dá)到-3.0m。在運(yùn)河航道橋梁施工中，選擇使用鋼桁架吊裝施工方法進(jìn)行施工。其中，鋼桁架材料整體長(zhǎng)度選擇設(shè)置為84m，鋼桁架各項(xiàng)數(shù)據(jù)如下;鋼架礦徑為84m，桁架高度達(dá)到8m，高跨比為1/6，節(jié)間距設(shè)置為6m，鋼桁架結(jié)構(gòu)總計(jì)設(shè)有8個(gè)小節(jié)。鋼桁架兩片中心間距設(shè)置為6.5m，其中，凈距離可以達(dá)到6m。在吊裝之前，工程對(duì)鋼桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了提前施工，鋼桁架結(jié)構(gòu)在工程完成各部門(mén)連接焊接后，利用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行拼裝。鋼桁架結(jié)構(gòu)拼裝過(guò)程中選擇使用三角腹桿體系，以增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3 吊裝施工方案

3.1 合理選擇施工方法

在航道鋼桁架橋梁施工中，選擇合理的施工方法不僅直接關(guān)系著桁架橋梁的施工質(zhì)量，更是關(guān)系著橋梁的施工效率。想要合理地設(shè)計(jì)和選擇施工方法，就要對(duì)航道情況、橋梁架設(shè)進(jìn)行整體因素的考慮，本工程2#管架橋施工，位于老橋1#管架橋西側(cè)，距離為5m左右，在2#管架橋西側(cè)為沿江公路橋，直接距離為1km左右。另外，在2#管架橋東側(cè)20m處是泰州市化工碼頭，相對(duì)于其他位置而言，碼頭比較繁忙，過(guò)往船舶數(shù)量比較多，從而在一定程度上影響了橋梁施工。根據(jù)2#管架橋施工具體環(huán)境情況，在根據(jù)GB 50205—2011《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》以及JTG/T F50—2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本鋼桁架工程設(shè)計(jì)選擇使用雙浮吊橋梁施工技術(shù)。

3.2 確定浮吊

本項(xiàng)目中2#管架橋鋼桁架結(jié)構(gòu)跨徑達(dá)到84m，并且桁架鋼材料總重量達(dá)到355.5t，所以為了保證橋梁鋼桁架重量能夠完全浮吊，保證浮吊的安全性，設(shè)計(jì)采用（500t和400t）起吊入駁。但是，在鋼桁架結(jié)構(gòu)吊裝施工中，由于浮吊重量和體積相對(duì)較大，所以為了保證浮吊順利，要考慮到河道船舶通行對(duì)浮吊進(jìn)場(chǎng)的阻礙因素。本項(xiàng)目中2#管架橋?yàn)榱吮ＷC施工質(zhì)量，確定在運(yùn)河船閘南側(cè)建立鋼桁架拼接場(chǎng)所，拼接完成后選擇使用（500t和400t）浮吊進(jìn)行起吊入駁。

3.3 計(jì)算鋼桁架吊裝受力

鋼桁架吊裝受力計(jì)算，對(duì)于鋼桁架結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定性非常關(guān)鍵，2#管架橋鋼桁架受力計(jì)算中，采用了M ADIS/Civil軟件進(jìn)行有限元模型設(shè)計(jì)和計(jì)算，其主要包括鋼桁架結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算以及鋼桁架結(jié)構(gòu)起吊反力計(jì)算兩個(gè)方面：①鋼桁架應(yīng)力計(jì)算。在鋼桁架結(jié)構(gòu)起吊過(guò)程中，自身重力要與鋼桁架內(nèi)部桿件結(jié)構(gòu)應(yīng)力總和均衡才能夠保證鋼桁架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證起吊良好。其中，根據(jù)2#管架橋重量為355.5t分析計(jì)算，鋼桁架起吊受應(yīng)力應(yīng)該控制在30.7MPa，而選擇使用雙浮吊吊裝技術(shù)恰好可以滿足應(yīng)力計(jì)算數(shù)據(jù)要求。②鋼桁架起吊反力計(jì)算。鋼桁架結(jié)構(gòu)起吊反力計(jì)算，直接關(guān)系著鋼結(jié)構(gòu)起吊平衡性，所以在鋼桁架吊裝之前，要對(duì)鋼桁架起吊反力進(jìn)行計(jì)算，依據(jù)2#管架橋浮吊位置和鋼桁架重量，兩臺(tái)浮吊（500t和400t）的起吊力為3603.9kN和2744.1kN。在鋼桁架浮吊過(guò)程中，要保證兩臺(tái)浮吊的起吊力與鋼結(jié)構(gòu)起吊反力超過(guò)或者均衡，才能夠保證鋼桁架結(jié)構(gòu)平衡性地離開(kāi)地面，保證起吊的穩(wěn)定性。

4 吊裝關(guān)鍵技術(shù)

4.1 吊點(diǎn)的設(shè)置

在鋼桁架結(jié)構(gòu)吊裝的過(guò)程中，吊點(diǎn)設(shè)置也是非常關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)之一，合理的鋼桁架結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)設(shè)置能夠保證鋼桁架結(jié)構(gòu)起吊平衡，并且起吊安全。以下是2#管架橋鋼桁架結(jié)構(gòu)吊點(diǎn)設(shè)置的具體關(guān)鍵要點(diǎn)：①為了保證2#管架橋鋼桁架起吊安全，在設(shè)計(jì)階段，在鋼桁架結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)安裝了8個(gè)起到點(diǎn)，而通過(guò)起吊合力計(jì)算和浮吊臺(tái)數(shù)量，設(shè)計(jì)將8個(gè)起吊點(diǎn)合并為2個(gè)吊點(diǎn)分別承載（500t和400t）浮吊起吊。②在2#管架橋吊點(diǎn)設(shè)置中，對(duì)吊點(diǎn)采取安全保護(hù)措施。采用50×50角鋼鋼管進(jìn)行起吊點(diǎn)護(hù)腳加工，其中，護(hù)腳的設(shè)置能夠有效地保護(hù)鋼桁架起吊點(diǎn)桿件的安全以及起吊鋼絲繩的安全性，護(hù)腳長(zhǎng)度設(shè)置為30cm，可以提升保護(hù)作用。③在鋼桁架起吊過(guò)程中，對(duì)吊點(diǎn)位置和鋼絲繩連接的下弦桿要進(jìn)行有效保護(hù)和加固，施工設(shè)計(jì)選擇鋼板焊接形成下弦桿保護(hù)擋板，從而能夠有效固定起吊點(diǎn)和鋼絲繩。④鋼桁架起吊過(guò)程中，對(duì)鋼絲繩牽引位置、長(zhǎng)度以及垂直度要進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證鋼桁架起吊時(shí)，鋼絲繩始終保持垂直或者與鋼桁架結(jié)構(gòu)不接觸的狀態(tài)。

4.2 試吊

在內(nèi)河航道鋼桁架結(jié)構(gòu)吊裝中，采用雙浮吊技術(shù)的關(guān)鍵要點(diǎn)之一就是試吊，與道路工程試驗(yàn)鋪路原理方法相同，鋼桁架試吊也是為了對(duì)鋼桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)吊裝。在試驗(yàn)吊裝中總結(jié)吊裝設(shè)計(jì)中的不足，從而規(guī)避吊裝風(fēng)險(xiǎn)，提升鋼桁架吊裝安全性。鋼桁架試吊裝具體包括以下幾個(gè)方面：①同時(shí)對(duì)（500t和400t）浮吊進(jìn)行鋼桁架試吊。試吊中對(duì)浮吊船的吃水深度進(jìn)行觀察記錄，并通過(guò)吃水深度判斷浮吊的受力情況。②同時(shí)對(duì)（500t和400t）浮吊進(jìn)行鋼桁架試吊，試吊中對(duì)鋼桁架結(jié)構(gòu)梁和支墩的位置進(jìn)行觀察記錄，當(dāng)鋼桁架結(jié)構(gòu)完全脫離時(shí)，停止起吊，保證脫離距離在6～10cm。同時(shí)，對(duì)浮吊的起吊作用進(jìn)行研究，從而保證浮吊的起吊性能良好。

4.3 “階梯式”轉(zhuǎn)體

在2#管架橋施工中，新浦如泰運(yùn)河的最大寬度為85m，而鋼桁架橋梁施工位置的寬度則為84m左右。施工設(shè)計(jì)采用雙浮吊技術(shù)進(jìn)行鋼桁架結(jié)構(gòu)架設(shè)施工，雙浮吊船的總體寬度和超過(guò)50m，船體長(zhǎng)度達(dá)到了30m。所以，鋼桁架結(jié)構(gòu)重量大，兩個(gè)浮吊船整體也比較大，導(dǎo)致在實(shí)際的吊裝施工過(guò)程中，采用傳統(tǒng)的技術(shù)方法，浮吊船無(wú)法在84m的河面寬度內(nèi)進(jìn)行有效轉(zhuǎn)體，從而影響了整體的吊裝施工。所以，在2#管架橋施工中，大膽采用了“階梯式”轉(zhuǎn)體技術(shù)方法。采用“階梯式”轉(zhuǎn)體技術(shù)方法，具體就是指在進(jìn)行吊裝中，兩艘浮吊船想要實(shí)現(xiàn)有效完全轉(zhuǎn)體，就要利用船體之間的有效距離，進(jìn)行微角度轉(zhuǎn)體，即首先通過(guò)兩艘浮吊船分別轉(zhuǎn)體，再實(shí)現(xiàn)兩艘浮吊船整體轉(zhuǎn)體的方法。通過(guò)應(yīng)用“階梯式”轉(zhuǎn)體技術(shù)方法，能夠有效解決河道寬度不足或者浮吊船寬度過(guò)大的問(wèn)題，從而為浮吊船轉(zhuǎn)體效率的提升打好基礎(chǔ)。

4.4 浮吊船的協(xié)調(diào)性

在進(jìn)行鋼桁架結(jié)構(gòu)吊裝中，浮吊船起到了關(guān)鍵的作用，可以說(shuō)浮吊船的工作直接決定了起吊的質(zhì)量[1]。雙浮吊技術(shù)中，采用兩艘浮吊船進(jìn)行同時(shí)作業(yè)，就要保證浮吊船在吊裝作業(yè)中保持良好的協(xié)調(diào)性。在浮吊船進(jìn)行吊裝作業(yè)中雖然兩艘船的駕駛指揮人員不同，但是吊裝作業(yè)一定要統(tǒng)一進(jìn)行指揮，保證吊裝的統(tǒng)一性。另外，在試吊裝中，也要同時(shí)對(duì)浮吊船的操作協(xié)調(diào)性進(jìn)行試驗(yàn)練習(xí)，從而在根本上保證吊裝工作質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了雙浮吊整體吊裝鋼桁架結(jié)構(gòu)中的吊點(diǎn)設(shè)置、試吊技術(shù)、“階梯式”轉(zhuǎn)體技術(shù)以及浮吊船的統(tǒng)一管理等技術(shù)要點(diǎn)，希望能夠?qū)?nèi)河航道雙浮吊整體吊裝鋼桁架施工技術(shù)的發(fā)展有所幫助。

【參考文獻(xiàn)】

【1】虞冬冬，胡云超，陳震宇.內(nèi)河航道三浮吊整體吊裝鋼桁架施工技術(shù)分析[J].武漢交通職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（04）：76-80.